Se calienta nitrógeno que pesa 200 g a presión constante desde la temperatura t1=20°C hasta la temperatura t2=200°C. Es necesario determinar la cantidad de calor absorbido por el gas, el aumento de su energía interna y el trabajo realizado por el gas.
Respuesta:
Para resolver el problema usaremos la ecuación de estado de un gas ideal:
pV = nRT,
donde p es la presión del gas, V es su volumen, n es la cantidad de sustancia gaseosa, R es la constante universal de los gases, T es la temperatura absoluta del gas.
De las condiciones del problema se conoce la masa del gas m = 200 gy su composición, por lo que podemos determinar la cantidad de sustancia gaseosa n mediante la fórmula:
norte = m/M,
donde M es la masa molar del gas. Para nitrógeno M = 28 g/mol.
La cantidad de sustancia gaseosa y, por tanto, su volumen, puede determinarse mediante las condiciones iniciales:
p1V1 = nRT1,
donde p1 y T1 son la presión y temperatura del gas antes de calentarlo, V1 es su volumen.
Asimismo, según las condiciones finales, se puede determinar el volumen final de gas:
p2V2 = nRT2.
A presión constante, el trabajo realizado por un gas se calcula mediante la fórmula:
A = p(V2 - V1).
La cantidad de calor absorbida por el gas cuando se calienta está determinada por la fórmula:
Q = nСp(T2 - T1),
donde Cp es la capacidad calorífica del gas a presión constante.
Para nitrógeno, Cp = 29 J/(mol K).
Por tanto, la cantidad de calor absorbida por el gas cuando se calienta es igual a:
Q = (0,00714 mol) × (29 J/(mol K)) × (200 °C - 20 °C) = 39,9 kJ.
El aumento de energía interna de un gas se puede determinar mediante la fórmula:
ΔU = Q - A = 39,9 kJ - 15,68 kJ = 24,22 kJ.
Respuesta:
La cantidad de calor absorbido por el gas durante el calentamiento es 39,9 kJ. El aumento de energía interna del gas es de 24,22 kJ. El trabajo realizado por el gas es 15,68 kJ.
Este producto digital contiene una descripción detallada de un problema de física que implica calentar 200 g de nitrógeno a presión constante. La descripción presenta una solución al problema, incluidas fórmulas y leyes de la física utilizadas para los cálculos. Además, encontrarás la derivación de la fórmula de cálculo y la respuesta al problema.
El problema puede resultar útil para estudiantes y profesores de física, así como para cualquier persona interesada en la física. Al solicitar este producto digital, obtendrá acceso a material comprensible y de alta calidad que le ayudará a comprender mejor los mecanismos de los procesos físicos.
Descripción del Producto:
El producto digital "Problema 20322. Solución detallada" es una descripción detallada de la solución a un problema de física que implica calentar 200 g de nitrógeno a presión constante. La descripción presenta las fórmulas y leyes de la física utilizadas para los cálculos, así como la derivación de la fórmula de cálculo y la respuesta al problema.
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El problema requiere encontrar la cantidad de calor que absorbe el nitrógeno cuando se calienta desde una temperatura t°1 = 20°C hasta una temperatura t°2 = 200°C a presión constante, así como el aumento de la energía interna del gas. y el trabajo realizado por el gas. Para resolver el problema se utiliza la ecuación de estado de un gas ideal, fórmulas para determinar la cantidad de sustancia gaseosa, su volumen, capacidad calorífica y trabajo.
Una vez que reciba este producto digital, podrá resolver rápida y fácilmente este problema de física y también comprender mejor el funcionamiento de un gas ideal cuando se calienta a presión constante.
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Este producto no es un elemento físico, sino más bien un problema en el campo de la física. La descripción del producto que proporcionó describe el proceso de calentar 200 g de nitrógeno a presión constante desde una temperatura de 20 °C a una temperatura de 200 °C.
Para resolver este problema, es necesario utilizar las leyes de la termodinámica, es decir, la primera ley de la termodinámica, que establece una conexión entre el cambio en la energía interna de un gas, la cantidad de calor que recibe o desprende el gas, y el trabajo realizado por el gas.
Al calentar nitrógeno a presión constante, el trabajo realizado por el gas será igual al producto de la presión por el cambio de volumen del gas. Si el volumen del gas no cambia, entonces el trabajo realizado por el gas será cero.
La cantidad de calor absorbido por el gas se puede calcular mediante la fórmula Q = mcΔT, donde m es la masa del gas, c es el calor específico del gas a presión constante, ΔT es el cambio de temperatura.
El aumento de energía interna de un gas se puede calcular mediante la fórmula ΔU = Q - A, donde Q es la cantidad de calor absorbido por el gas, A es el trabajo realizado por el gas.
Por tanto, para solucionar este problema es necesario conocer la capacidad calorífica específica del nitrógeno a presión constante y la presión a la que se produce el calentamiento. La respuesta al problema se puede obtener sustituyendo valores conocidos en las fórmulas apropiadas.
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Solución al problema 7.4.4 de la colección de Kepe O.E. - 7.4.4 Необходимо определить ускорение точки Н в момент времени, когда угол ? равен 60°. Для решения ... ...